Что делает этот калькулятор
Инструмент подбирает сечение электрического провода в системе AWG (American Wire Gauge — американский калибр проводов) для заданной нагрузки, ограничивая падение напряжения. Расчёт построен на принятых в США нормах NEC, где для ответвлённой цепи рекомендуется падение напряжения не более 3%. Калькулятор перебирает стандартные медные и алюминиевые проводники от 14 AWG до 4/0 и возвращает минимальное сечение, при котором падение остаётся в пределах выбранного вами лимита. Обратите внимание: AWG — это американская система, в России и странах СНГ сечение проводов указывают в мм², поэтому инструмент пригодится прежде всего при работе с оборудованием и проводкой по американским стандартам.
Как пользоваться
Выберите тип системы — постоянный ток / однофазная или трёхфазная, затем укажите напряжение системы, ток нагрузки в амперах, расстояние до нагрузки в одну сторону (в футах) и допустимый процент падения напряжения (обычно берут 3%). Укажите материал — медь или алюминий. Калькулятор покажет рекомендуемое сечение и фактическое падение напряжения для него.
Разбираем формулу
Падение напряжения рассчитывается так:
$$V_{пад} = k \cdot L \cdot I \cdot R_{фут}$$Поскольку ток идёт к нагрузке и возвращается обратно, для постоянного тока и однофазной системы \(k = 2\) (расстояние удваивается). Для трёхфазной системы \(k = \sqrt{3} \approx 1{,}732\). Здесь \(L\) — длина трассы в одну сторону, \(I\) — ток, а \(R_{фут}\) — сопротивление проводника на один фут. Сопротивление алюминия примерно в 1,61 раза выше, чем у меди.
Пример расчёта
Однофазная цепь 120 В несёт ток 20 А по медному проводу длиной 100 футов, лимит — 3% (допустимо 3,6 В). Для 12 AWG (R = 1,93 Ом/1000 футов = 0,00193 Ом/фут):
$$V_{пад} = 2 \times 100 \times 20 \times 0{,}00193 = 7{,}72 \text{ В}$$— слишком много. Для 8 AWG (0,000764 Ом/фут):
$$2 \times 100 \times 20 \times 0{,}000764 = 3{,}056 \text{ В} \le 3{,}6 \text{ В}$$Значит, выбирается 8 AWG (10 AWG дало бы 4,84 В — тоже превышение).
Частые вопросы
Почему расстояние удваивается? Ток идёт к нагрузке и возвращается обратно, поэтому фактическая длина проводника, по которой течёт ток, вдвое больше длины трассы в одну сторону.
Нужно ли подбирать сечение ещё и по токовой нагрузке? Да. Этот инструмент рассчитывает сечение только по падению напряжения. Всегда проверяйте, что проводник соответствует требованиям NEC по допустимому току (ampacity) и по автомату защиты.
Почему алюминию нужно большее сечение? У алюминия выше удельное сопротивление, поэтому для того же падения напряжения требуется большее поперечное сечение.
